高温水蒸汽蠕变装置的制作方法

本实用新型涉及一种简易水蒸汽蠕变装置，主要涉及火电厂金属材料的高温高压水蒸汽蠕变装置。

背景技术：

蠕变试验是测定金属材料在长时间的恒温和恒应力作用下，发生缓慢的塑性变形现象的一种材料机械性能试验，蠕变可在单一应力（拉力、压力或扭力），也可在复合应力下发生。通常的蠕变试验是在单向拉伸条件下进行的，一般情况下温度越高或应力越大，蠕变现象越显著。

发展高效率、高参数、大容量超临界(SC)与超超临界(USC)机组是当前世界火力发电的共同发展趋势，提高火力发电厂效率的主要途径是提高蒸汽的参数，即提高蒸汽的压力和温度。提高锅炉蒸汽参数也就意味着对金属材料的高温、高压承受能力提出更高要求，火电厂高温高压条件下运行金属材料剩余寿命的评估、火电机组新研发材料高温高压条件下性能的优劣、金属材料组织老化与性能下降的对应关系等这些需要实验室设备模拟来完成，高温蠕变装置就是其中的一种设备，高温蠕变装置是实验室模拟金属材料高温、高压条件下性能变化规律的重要实验仪器，在各大高校、科研院所被大批量广泛使用。

但是，目前在用的高温蠕变装置均为模拟火电厂高温高压条件下运行状况，不能对高温高压水蒸汽条件下金属材料的运行情况进行模拟，然而，火电厂绝大部分高温受压部件都是在水蒸汽条件下运行的，为了更加准确的模拟火电厂金属管件的实际运行情况，实验室需要一种高温高压水蒸汽蠕变装置来进行模拟实。

技术实现要素：

为了解决上述问题，提供一种结构简单、使用方便、成本低廉的蠕变装置，本实用新型设计了一种高温高压水蒸汽蠕变装置。

本实用新型的具体技术方案为：一种高温水蒸汽蠕变装置，包括蠕变腔、拉杆、压杆、加热装置，蠕变腔上端对应设有上盖；若干压杆呈发散状对应铰接在拉杆上端，拉杆其中一端穿过上盖伸入蠕变腔内部，所述压杆中部通过支点抵触在上盖端部，压杆末端伸出上盖侧沿并对应连接压锤；拉杆下端连接有铰支架甲，蠕变腔对应铰支架甲设有铰支架乙，试样对应连接在铰支架乙和铰支架甲之间；蠕变腔外壁包覆有保温层，两注水管对应伸入蠕变腔底部，蠕变腔内部设有环绕试样的加热装置；上盖侧部设有出气孔，所述温度传感器通过出气孔伸入蠕变腔内部，温度传感器与加热装置对应连接在控制器上。

注水管沿蠕变腔侧壁伸入蠕变腔底部，注水管通过流量计连接水源，流量计对应连接控制器。

压锤包括挂钩、配重块和托盘，所述挂钩对应连接在托盘中部，配重块通过与挂钩外壁相匹配的连接槽对应放置在托盘上；压杆侧部设有刻度尺；所述加热装置为加热丝。

铰支架甲上对应拉杆下端设有连接套，所述拉杆通过螺纹装配连接在连接套内；压杆数量为六个。

本实用新型的有益技术效果为：增加了试样在水蒸汽条件下的时效试验，更加准确金属材料在真实情况下的服役状态；该装置结构与制造工艺简单，且成本较低。

附图说明

图1为本实用新型实施例示意图；

图2为本装置剖视简图；

图3为重锤结构简图；

图4为试样安装简图。

图中：1—蠕变腔，2—流量计，3—注水管，4—上盖，5—出气孔， 6—连接线，7—温度传感器，8—控制器，9—加热装置，10—保温层，11—铰支架甲，12—铰支架乙，13—重锤，14—试样, 15—销钉，16—压杆，17—拉杆，18—支点，19—连接套，20—挂钩，21—配重块， 22—托盘。

具体实施方式

一种高温水蒸汽蠕变装置，参见图1-4：包括蠕变腔1、拉杆17、压杆16、加热装置9，蠕变腔1上端对应设有上盖4；若干压杆16呈发散状对应铰接在拉杆17上端，拉杆17其中一端穿过上盖4伸入蠕变腔1内部，所述压杆16中部通过支点18抵触在上盖4端部，压杆16末端伸出上盖4侧沿并对应连接压锤；拉杆17下端连接有铰支架甲11，蠕变腔1对应铰支架甲11设有铰支架乙12，试样14对应连接在铰支架乙12和铰支架甲11之间；蠕变腔1外壁包覆有保温层10，两注水管对应伸入蠕变腔1底部，蠕变腔1内部设有环绕试样的加热装置9；上盖4侧部设有出气孔5，所述温度传感器7通过出气孔5伸入蠕变腔1内部，温度传感器与加热装置9对应连接在控制器8上。

注水管3沿蠕变腔1侧壁伸入蠕变腔底部，注水管3通过流量计2连接水源，流量计2对应连接控制器8。

压锤包括挂钩20、配重块21和托盘22，所述挂钩20对应连接在托盘22中部，配重块21通过与挂钩20外壁相匹配的连接槽对应放置在托盘22上；压杆侧部设有刻度尺；所述加热装置9为加热丝。铰支架甲11上对应拉杆17下端设有连接套19，所述拉杆17通过螺纹装配连接在连接套19内；压杆16数量为六个。

通过调节控制器8调节流量计2，两侧注水管3流入蠕变腔1内的水流量相等，水通过注水管3流入蠕变腔后再被加热成水蒸汽，可设定注水量；可设定试验所需温度，通过加热装置9进行加热，并通过温度传感器7及控制器8控制蠕变腔1内温度恒定；温度传感器7通过出气孔伸入蠕变腔1中下部，靠近试样14使对试验温度感应更精确。

上盖4上的出气口不仅能够作为温度传感器7收纳孔和连接线6穿孔，同时能够起排出多余水蒸汽作用，维持炉膛内水份和压强恒定。试样14端部设有通孔，所述试样14通过铆钉销钉15连接在两铰支座上；压杆16通过支点18起传递力重锤13重力至拉杆17；支点18到拉杆17的距离远小于其到重锤13处的距离，利用杠杆原理，使拉杆17受力，并传递到试样14上；设置刻度线，能够调节压杆16比例，用于计算试样所受拉力。

假设支点18到重锤13与拉杆17的距离比值为5:1，现每个重锤13上悬挂一20kg的配重块21，则传递到试样14上的力为6000N，若试样14横截面积为30mm²，则可在试样上产生200MPa的压力，即不需要很重的配重块21就能产生较大的压力；蠕变腔1保温层10为保温棉和金属外壳，起保温隔热作用。

工作时，打开上盖4，将拉杆17穿过上盖4并装配在铰支座甲上， 用销钉15将试样14对应连接在两铰支座之间，盖上上盖4，通过旋动拉杆17调整拉杆17伸入连接套19的长度，以拉紧试样14；将压杆16间隔60度分布，并悬挂上计算好的配重块21重量；打开流量计2，使水均匀流入蠕变腔1内；打开加热装置9，通过温度传感器7实时控制蠕变腔1温度处于所需试验温度，待蠕变腔1内温度达到设定温度后，开始记录时间；待时效一定时间后，记录结束时间，关闭流量计2、加热装置9，使蠕变腔1内温度自然冷却，待温度下降到室内温度时，取出蠕变试样，整理零件，试验结束。